Všichni motoristé dobře vědí,
že po namontování nové pneumatiky
se musí pomocí malých
závaží odstranit nevyváženost
disku, aby se při rychlé jízdě
zabránilo nežádoucímu kmitání
kola. Podobný problém s kmitáním
v důsledku nevyváženosti
rotujících částí vzniká také při
konečném opracování kovových
dílů technikou vysoce rychlého
obrábění nazývanou High Speed
Cutting, zkráceně „HSC“.
Tato progresivní metoda velmi
dobře splňuje trvalý požadavek
sériové průmyslové výroby na zvýšení
produktivity procesu obrábění
účelným zlepšením výkonnosti stávajících,
konvenčních obráběcích
strojů. Podle zkušeností umožňuje
již dnes technologie HSC zvýšit
výkon obráběcího stroje až o 600 %.
Při vysoce rychlém obrábění opracovávají
nástroje libovolně tvarované
předměty tak přesně, že je již
není nutné ani v nejmenším ručně
dopracovávat. Pro aplikaci techniky
HSC je nutné především upravit
pohon stroje tak, aby se vřeteno s
upnutými nástroji (vrtáky, stopkovými
frézami aj.) mohlo otáčet
rychlostí např. až 32 000 ot/min. Při
takto vysokých otáčkách se však i
nepatrné nevyváženosti rotujícího
vřetena již projeví viditelným kmitáním
(„házením“), které může být
ještě s každým použitým nástrojem
různé. A to může mít za následek
zhoršení jakosti obráběného povrchu
nebo přesnosti tvaru finálního
obrobku.
Dr. Ing. Wittstock a jeho spolupracovníci
z oddělení adaptroniky
a akustiky Fraunhoferova ústavu
pro obráběcí stroje a tvářecí techniku
IWU v Chemnitz proto vyvinuli
zcela nové vřeteno s adaptivním
upevněním vrtáků, stopkových fréz
a jiných nástrojů pro vysokorychlostní
obrábění HSC. Zajímavé řešení
s adaptivními vlastnostmi aktivně
omezuje nežádoucí kmitání a umožňuje
přesné frézování a vrtání v širokém
rozsahu pracovních otáček.
Elektronický polohovací systém
velmi jemně ovládá polohu vřetena
ve třech prostorových směrech.
Jeho základem je kardanový kloub,
který zaručuje vynikající základní
tuhost. Na kardanový kloub působí
nahoře a dole vždy tři piezoelektrické
akční členy (piezoaktory). Přivádíme-
li na akční členy řídicí napětí,
řízeným způsobem se deformují. To
umožňuje kardanovým kloubem a
vřetenem, které je na něm upevněno,
velmi jemně pohybovat a vznikající
nežádoucí kmitání vřetena
novým dynamickým vyvážením
ihned vykompenzovat. Podmínkou
je, ovládat všechny tři akční členy
současně. Hlavní zásluhu na velmi
dobré dynamice systému má
především nízká hmotnost piezoelektrických
akčních členů (piezoaktorů)
a vřetena. Vřeteno s adaptivním
upevněním nástrojů představili
pracovníci Fraunhoferova ústavu
IWU na světovém veletrhu EMO
2007 v Hannoveru, kde byl v rámci
bohatého vystavovatelského programu
prezentován také současný stav
technologie HSC. /kab/
